Question

【题目】某电饭锅的内部电路图如图所示，R1是加热电阻，阻值为48.4Ω，R2是限流电阻，阻值为484Ω，煮饭时，接通电源（220V 50Hz），闭合手动开关S1，电饭锅处于加热状态．当锅内实物温度达到103℃时，开关S1自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合；S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动停止加热，当温度低于70℃时会自动加热保温．已知水的比热容为4.2×103J/（kg℃），请回答下列问题：

（1）若接通电源后没有闭合开关S1，那么电饭锅能将饭煮熟吗？为什么？

（2）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少？

（3）若在一个标准大气压下将温度为20℃、质量为2.5kg的水烧开需要16min40s，求电饭锅电能转化为内能的效率是多少？

Answer 1

【答案】（1）不能，因为当锅内温度达到80℃，S2自动断开，电饭锅进入保温状态；

（2）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是1：11；

（3）电饭锅电能转化为内能的效率是84%．

【解析】试题分析：（1）根据提干中开关S2的工作特点进行解答；

（2）闭合手动开关S1时，电路为R1的简单电路，电饭锅处于加热状态，根据P=求出其大小；S1断开、S2闭合时，R1与R2串联，电饭锅处于保温状态，根据电阻的串联和P=求出保温功率，然后得出答案；

（3）一个标准大气压下水的沸点是100℃，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=×100%求出电饭锅电能转化为内能的效率．

解：（1）若不闭合S1，当锅内温度达到80℃时，S2自动断开，电饭锅进入保温状态，温度不会达到100℃，无法把饭煮熟；

（2）闭合手动开关S1时，电路为R1的简单电路，电饭锅处于加热状态，

则P加热===1000W，

S1断开、S2闭合时，R1与R2串联，电饭锅处于保温状态，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，电饭锅的保温功率：

P保温===W，

所以，P保温：P加热=W：1000W=1：11；

（3）一个标准大气压下水的沸点是100℃，则水吸收的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×2.5kg×（100℃﹣20℃）=8.4×105J，

由P=可得，消耗的电能：

W=P加热t′=1000W×（16×60s+40s）=1×106J，

电饭锅电能转化为内能的效率：

η=×100%==84%．

答：（1）不能，因为当锅内温度达到80℃，S2自动断开，电饭锅进入保温状态；

（2）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是1：11；

（3）电饭锅电能转化为内能的效率是84%．